При выборе самки самки разных подвидов Drosophila mojavensis узнавать правильных партнеров по спариванию в основном по их песне или по запаху. Это было обнаружено исследователями из Института химической экологии им. Макса Планка и их партнерами по международному сотрудничеству. Конкретный мужской половой феромон вырабатывается мужчинами только из двух из четырех подвидов, и он имеет решающее значение для выбора самок соответствующих самок. Женщины из подвида, в которых мужчины больше не производят этот феромон, также способны воспринимать химического посланника, но для них особая песня спаривания важнее для выбора правильных мужчин, чем их запах. Новые виды, по-видимому, эволюционируют, когда сигнал химического спаривания изменяется и когда, в свою очередь, сигнал переосмысливается противоположным полом в контексте других сигналов, таких как песня ухаживания, сообщает сайт ascania-nova.
Четыре подвида обитающей в пустыне мухи Drosophila mojavensis известны в США и Мексике. Они развивались только около 250000 лет назад, что является относительно коротким периодом с точки зрения эволюции. Поэтому исследование этих подвидов дает ученым возможность следить за эволюционными событиями и зарождающимся видообразованием «вживую». Четыре подвида встречаются в географически изолированных регионах. В то время как два северных подвида специализировались на плодах видов кактусов в пустыне Мохаве или на калифорнийском острове Санта-Каталина, два южных подвида используют кактусы в пустыне Сонора и в мексиканской части Калифорнии в качестве субстрата для питания и размножения.
Особый интерес представляет различное брачное поведение четырех подвидов Drosophila mojavensis. В своей естественной среде самцы обычно выбирают место, близкое к их основному выводку, и привлекают самок в это место. Проводя химический анализ и нейробиологические эксперименты, исследовательская группа смогла идентифицировать химические сигналы, связанные с ухаживанием и спариванием, и понять их функцию.
Потеря феромона может быть изолирующим механизмом
Хотя подвиды были разделены только в течение относительно короткого эволюционного периода времени, ученые обнаружили феромон, продуцируемый только самцами в двух северных подвидах, тогда как самцы южных видов не производят его. «Самки северного подвида предпочитают самцов, которые производят этот запах и, таким образом, избегают спаривания с самцами южного подвида», - описывает результаты Маркус Кнаден, старший автор исследования. Удивительно, но самки южного подвида также смогли обнаружить этот феромон, но все равно выбрали своих правильных самцов, даже если феромон их северных родственников был применен к их мужскому конспецифическому. Они явно игнорировали запах и придавали большее значение ухаживающей песне, специфичной для их подвида, при выборе партнера.
Все четыре подвида Drosophila mojavensis используют дополнительно другой половой феромон в качестве сигнала спаривания. Исследователи смогли показать, что это химическое соединение не воспринимается как обонятельный сигнал, а скорее через вкусовые клетки на передней ноге мух. Интересно, что этот феромон, который передается от мужчины к женщине во время спаривания, действует как против афродизиака на других мужчин и предотвращает повторное спаривание самок перед тем, как отложить яйца. Передав этот феромон во время спаривания, мужчина может таким образом обеспечить свое отцовство.
Обонятельный рецептор, ответственный за женские реакции на половые феромоны, был идентифицирован с использованием CRISPR-Cas9. В дополнение к химическому анализу и поведенческим экспериментам ученые исследовали, какие области мозга мухи реагируют на феромоны во время спаривания. «Технология CRISPR-Cas9 позволила нам выявить и даже заставить замолчать обонятельные каналы, лежащие в основе сексуального поведения у Drosophila mojavensis . Это позволило нам раскрыть давнюю тайну барьеров изоляции, ответственных за эволюцию четырех подвидов Drosophila mojavensis», - говорит он. Мохаммед Халлаф, ведущий автор исследования.
Исследователи отметили, что активация обонятельного рецептора Or65a вызывает восприимчивость женщины у подвида D. mojavensis. Интересно, что тот же самый рецептор также существует у хорошо изученного модельного вида Drosophila melanogaster , где он имеет противоположный эффект, однако: у D. melanogaster Or65a опосредует то, что спаренные самки менее привлекаются к половому феромону других самцов.
Эволюция половых феромонов до сих пор хранит много загадок. Новый сигнал о запахе, производимый одним полом, также должен восприниматься и правильно интерпретироваться другим. В случае двух южных подвидов Drosophila mojavensis один половой феромон был потерян в ходе эволюции, в то время как другой сигнал спаривания, ухаживающая песня самцов, получил более высокий приоритет. «В настоящее время мы идентифицируем потенциальные феромоны от большого числа мух. Чтобы лучше понять эволюцию феромонов в целом, нам нужно более внимательно изучить другие случаи, когда появляются новые феромоны или где крошечные химические изменения тесно связаны с связанные виды могут привести к событиям видообразования », - говорит Билл Ханссон, глава отдела эволюционной нейроэтологии, объясняя планы дальнейших исследований.
Несмотря на сложность изменений в производстве, обнаружении и интерпретации сигналов спаривания, которые не всегда происходят скоординированным образом в ходе эволюции новых видов, одно можно сказать наверняка: самки всегда находят правильных самцов, а именно своих (суб) видов. Поддаются ли они мужскому запаху или уступают очарованию песни: кажется, что это преимущество, чтобы тщательно взвесить все доступные подсказки.
Предыдущая статья
Следущая статья
Вернуться
